Sterilisator

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 16. Dezember 2016
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In einem Sterilisator werden Gegenstände entkeimt. Im medizinischen Bereich werden vor allem Operationsinstrumente sterilisiert, um das Infektionsrisiko zu senken. Die physikalische Sterilisation erfolgt entweder über Hitze, Strahlung oder Dampf.

Inhaltsverzeichnis

Was ist ein Sterilisator?

Medizinische Sterilisatoren dienen der Sterilität, das heißt der Entkeimung. Ein Sterilisator befreit behandelte Flächen von DNA-Fragmenten, Viren und Mikroorganismen jeden Stadiums einschließlich ihrer Sporen.

Sterilisatoren sind in der Regel physikalische Sterilisatoren. Chemische Sterilisation arbeitet mit toxischen Gasen und stellt hohe Anforderungen an die Sicherheitsvorkehrungen. Daher finden sie kaum Verwendung.

Im medizinischen Bereich findet Sterilisation meist in physikalisch sterilisierenden Autoklaven statt, die mit Dampf betrieben werden. Die Abtötung der Mikroorganismen kann statt über Druck auch über Erhitzung erfolgen. Neben dem medizinischen Bereich sind auch Bereiche wie die Biotechnologie oder die Lebensmittelbranche auf Sterilisatoren angewiesen. Während im medizinischen Bereich vor allem Operationsbestecke und sonstige Instrumente sterilisiert werden, sind es in der Biotechnologie zum Beispiel Glasgeräte.

Der weltweit erste Dampfsterilisator wurde Ende des 19. Jahrhunderts von M. Lautenschläger erfunden. Diese Erfindung war ein großer Schritt für die medizinische Keimfreiheit. Bis zum 19. Jahrhundert wurde in der Medizin wenig steril gearbeitet. Die Erfindung des Sterilisators reduzierte so das Risiko der Infektion, der Sepsis und des Todes als Folge medizinischer Behandlungen.

Formen, Arten & Typen

Medizinische Sterilisatoren sind in der Regel Dampfsterilisatoren. Dabei handelt es sich um gasdicht verschließbare Druckbehälter, in denen verschiedene Materialien im Überdruckbereich thermischen Behandlungen unterzogen werden können.

Am häufigsten wird die Sterilisation durch ein Vakuumverfahren eingeleitet. Dabei wird der Behälter mehrmals leergepumpt und Dampf strömt ein. Beim Gravitationsverfahren wird die Luft im Dampfsterilisator dagegen durch Sattdampf verdrängt. Die medizinische Dampfsterilisation findet bei Temperaturen von 121 Grad Celsius und einem Überdruck von einem bar statt. Die zu sterilisierenden Materialien sind diesen Bedingungen mindestens 20 Minuten ausgesetzt.

Von den Dampfsterilisatoren zu unterscheiden sind die einfacher bedienbaren Heißluftsterilisation. Sie arbeiten mit trockener Hitze bei Temperaturen bis zu 250 Grad Celsius. Die Sterilisationszeit beträgt in diesen Geräten mindestens 30 Minuten. Auch Strahlensterilisatoren finden heute Verwendung und arbeiten mit UV-Strahlen, Elektronenbeschuss oder Beta- und Gamma-Strahlen.

Aufbau & Funktionsweise

Im medizinischen Bereich findet Sterilisation meist in physikalisch sterilisierenden Autoklaven statt, die mit Dampf betrieben werden. Die Abtötung der Mikroorganismen kann statt über Druck auch über Erhitzung erfolgen.

Dampfsterilisatoren sind ähnlich des Papin'schen Topfes aufgebaut. Dieses dicht verschließbare Gefäß ebnete im 17. Jahrhundert dem modernen Dampfkochtopf den Weg. In den luftdicht verschlossenen Autoklaven wird die Luft vollständig durch Wasserdampf ersetzt und organische Zellen werden mit hohem Druck vernichtet. Meist wird dieser Zustand über Wechselperioden zwischen Abpumpen und Einströmen erreicht. Das heißt, Luft wird Stück für Stück abgepumpt und Dampf wird Stück für Stück eingelassen.

Im Inneren der Geräte wird bei einem Überdruck von mehreren bar eine Hitze von mindestens 120 Grad Celsius abgegeben und eine absolut wasserdampfgesättigte Atmosphäre liegt vor. Die Zeitspanne zur Herstellung eines Vakuums ist auch als Anheizzeit bekannt. Auf diesen Prozess folgt die Ausgleichszeit, die der Herstellung der erforderlichen Temperaturen im Inneren des zu sterilisierenden Guts dient. An diese Periode schließt sich eine Einwirkzeit an, während der die Abtötung der Keime stattfindet. In der Kühlzeit kühlt das Sterilgut ab und wird ausgelüftet. Dampfsterilisation funktioniert demnach über Erhitzung im feuchten Zustand.

In Heißluftsterilisatoren findet die Sterilisation dagegen über bewegte und trockene Heißluft statt, die den zu sterilisierenden Gegenstand umspült und damit abflammt. Die Heißluftsterilisation arbeitet mit derart hohen Temperaturen, dass sie für Papier und Textilien absolut ungeeignet ist. Bei der Strahlensterilisation vernichten wiederum ionisierende Strahlen die Nukleinsäuren von mikrobiellen Zellen. Alle Sterilisatoren sind auf eine gasdicht verschlossene Form angewiesen.

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Medizinischer & gesundheitlicher Nutzen

Seit I. Semmelweis erahnte die Medizin, dass strenge Hygienemaßnahmen die Todesfälle bei chirurgischen Eingriffen und anderen medizinischen Behandlungen vermutlich reduzieren. Bis dahin hatten Ärzte die Hygiene als minder relevant betrachtet und beispielsweise in schwarzen Kitteln operiert, die nicht nach jeder Operation gewaschen werden mussten. Auch die Reinigung der Instrumente und des Operationsfelds war damals wenig verbreitet.

Einen Durchbruch erreichte in dieser Hinsicht J. Lister. Er setzte Karbol als Reinigungsmittel für die Hände, die medizinischen Instrumente und das Operationsfeld ein. Damit gelang ihm die Herstellung einer keimarmen Atmosphäre und somit eine Verminderung des Infektionsrisikos.

Sobald das Mikroskop Verwendung fand, erkannte die Medizin die Existenz krankheitserregender Keime an. Die Asepsis etablierte sich als Anforderung an medizinische Verfahren und Instrumente. Aus der bloßen Reinigung von Instrumenten wurde die Desinfektion und schließlich die Sterilisation. Erfindungen wie sterile Gummi-Operationshandschuhe waren geboren.

Von der Desinfektion unterscheidet sich die Sterilisation im Anspruch. Das Ziel beim Sterilisieren ist eine 100 prozentige Keimfreiheit. Obgleich diese vollständige Keimfreiheit bis heute weder in Praxen, noch in Krankenhäusern gewährleistet werden kann, ist der Restgehalt vermehrungsfähiger Mikroorganismen nach einer Sterilisation um eine ganze Zehnerpotenz kleiner als nach einer bloßen Desinfektion.

Der medizinische und gesundheitliche Nutzen von Sterilisatoren ist dementsprechend hoch. Medizinische Sterilisatoren sind in der heutigen Zeit eine grundlegende Anschaffung für medizinische Institutionen in der westlichen Welt, da eine fehlende Sterilität von Operationsbestecken und anderen Instrumenten nach den Erkenntnissen der Asepsis ein fahrlässiger und verantwortungsloser Umgang mit Patientenleben wäre.

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